全 文 ：　文章编号 :100028551 (2002) 0520276206
60 Coγ射线辐照蜜环菌的生物学效应
王楚桃1 　刘大永2 　朱利泉2
(11 重庆市种子公司 ,重庆　400060 ; 21 西南农业大学 ,重庆　400716)
摘 　要 :本文研究了60 Coγ射线辐照对蜜环菌的生物学效应。结果发现 :10～80Gy 低剂
量辐照能提高蜜环菌的生活力 ,促进其生长 ,提高可溶性蛋白质含量 ,对细胞膜脂过
氧化无明显影响 ,20Gy 辐照效果最显著 ,菌丝体生长量较对照增重 31120 % ,MDA 含
量较对照低 2714 % ;大于 80Gy 辐照则随剂量增大生长受抑制 ,膜脂质过氧化程度加
剧。10～80Gy 辐照还提高了菌丝体中 SOD 活性 ,高于 80Gy 则随剂量增加酶活性降
低 ;POD 活性随辐照剂量递增酶活性提高 ,与 MDA 含量呈正相关。60 Coγ射线辐照提
高了蜜环菌中核酸含量 ,且随剂量增加而增加 ,较对照分别提高 311 %～28413 %和
2140 %～161141 %。20Gy 剂量辐照使 DNA、RNA 和可溶性蛋白质含量均提高 ,3 者呈
明显正相关 ;200Gy 辐照使 DNA、RNA 含量提高而可溶性蛋白质含量却呈下降趋势 ,
其相关系数分别为 - 018389 和 - 017340。琼脂糖凝胶电泳表明 ,20Gy 辐照对 DNA 链
无明显影响 ,而 200Gy 辐照则出现严重拖尾 ,表明 DNA 链有严重断裂。DNA 断裂主
要发生在辐照后 6h 之内 ,以后能自动修复。
关键词 :60 Coγ射线 ;蜜环菌 ;生物学效应 ;核酸
收稿日期 :2000210230
作者简介 :王楚桃 (1972～) ,男 ,重庆开县人 ,农艺师 ,从事水稻生物技术育种研究
蜜环菌 ( Armillaria mellea (Vahl . exFr. ) Quel) 是中药天麻的伴生菌 ,属真菌门 ,担子菌亚门 ,
白磨科 ,是一种药食兼用真菌[1 ] 。本研究旨在用60 Coγ射线辐照蜜环菌菌丝体 ,研究不同辐照
剂量对蜜环菌的生物学效应 ,探索低剂量辐照在蜜环菌快速人工培养上的效果。研究辐照对
菌丝体生长状况、体内蛋白质、酶和核酸等方面的影响 ,为蜜环菌辐射育种和辐射机理的探讨
积累资料 ,提供理论及实践依据。
1 　材料与方法
111 　供试材料
11111 　蜜环菌菌种 　引自四川省农业科学院土肥所微生物研究室。
11112 　蜜环菌的培养 　参照[2 ]的方法 ,采用 PDA 培养基 ,每 1000ml 培养基中含马铃薯 200g、
蔗糖 25g、VB1100mg、KH2 PO4 1g、MgSO4 lg、琼脂 7g。每 250ml 三角瓶装培养基 100ml ,在 112kgΠ
cm
2 蒸气灭菌 20min ,冷却至室温 ,选取具白色尖端、生长一致的菌丝体接种 ,置 25 ℃恒温下培
养。
672　 核 农 学 报　2002 ,16 (5) :276～281Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
112 　辐照处理
用60 Coγ射线对蜜环菌菌丝体进行辐照 ,剂量率为 8GyΠmin ,辐照源距三角瓶中心 60cm。
11211 　不同剂量60 Coγ射线对蜜环菌的辐照效应 　将培养 5d 的蜜环菌分别用 0 (对照) 、10、
20、40、80、200、400 和 800Gy 的60 Coγ射线进行辐照处理 (每处理重复 3 次) ,处理后观察生长状
况、荧光度 ,在处理第 7d 测量菌丝体的生长量 (重量) 、可溶性蛋白质含量、丙二醛 (MDA) 含量、
超氧化物歧化酶 (SOD)活性、过氧化物酶 ( POD) 活性及核酸 (DNA、RNA) 含量 ,找出刺激生长、
促进代谢活动的较适剂量和抑制生长又不至于完全致死菌丝体的剂量 ,以此进行下一步研究。
11212 　60 Coγ射线对蜜环菌的辐照效应 　辐照的第 2d 后隔日测定各处理 (0、20、200Gy) 菌丝体
的生长量、SOD 和 POD 活性、DNA、RNA 和可溶性蛋白质含量 ,并于辐照后 6h 提取各菌丝体的
DNA 总量 ,于 30、54h 提取辐照菌丝体 DNA 总量进行琼脂糖凝胶电泳。
113 　测定方法
菌丝体质量测定采用常规称重法。MAD 含量测定参照参考文献[3、4 ] ,用 OD532减去 OD500
nm下特异消光值计算 MDA 含量 ,用μmolΠgFW 表示。可溶性蛋白质含量按 [ 5 ] ,以牛血清蛋白
为标准。SOD 活性测定采用[6 ] ,以抑制光还原 NBT 50 %为 1 个酶活力单位 (U) ,以 UΠg FW 表
示。POD 活性测定参照[7 ] ,以ΔD470ΠgFW·min 表示。DNA 和 RNA 含量的提取按[8 ]方法进行 ,
DNA 和 RNA 含量测定参照[9 ]。DNA 片段琼脂糖凝胶电泳按 [ 10 ]方法进行 ,琼脂糖凝胶浓度
为 112 % ,电极缓冲液为 015 ×TBE(pH810) ,恒压 50V ,用 015μgΠml 溪乙锭水溶液染色 ,紫外灯
下观察荧光并照像。
2 　结果与分析
211 　不同剂量60 Coγ射线对蜜环菌的辐照效应
21111 　不同剂量60 Coγ射线对蜜环菌生长的辐照效应 　将培养 5d 生长一致的蜜环菌用 0、10、
20、40、80、200、400、800Gy 60 Coγ射线辐照后第 2d 开始观察 ,80Gy 及以下低剂量处理看不出明
显差异 ,而 80Gy 以上处理菌丝体颜色有不同程度变褐 ,荧光强度也有不同程度减弱 ,处理 415d
后 ,10～80Gy 处理的菌丝体较对照生长快 ,菌丝体白嫩、健壮 ,荧光强度也较对照高 ,尤以 20Gy
处理最显著 ,而 80Gy 以上处理第 5d 有少量菌丝体死亡 ,800Gy 处理有一半菌丝体死亡。处理
后第 10d ,80Gy 以下处理对蜜环菌菌丝体的生长均有一定的刺激作用 ,以 20Gy 效果最明显 ,
80Gy 以上处理对菌丝体生长有不同程度的损伤 ,随着剂量增大 ,损伤越严重。处理 15d 以后 ,
对照菌丝体褐色逐渐加深 ,表面开始形成褐色的菌膜和微黄色绒毛状菌丝 ,呈现衰老的趋势 ,
而 80Gy 以下剂量处理菌丝体仍呈白色 ,生长健壮。
从表 1 看出 :低剂量 (10～80Gy)辐照均不同程度促进了菌丝体生长 ,以 20Gy 效果最明显 ,
较对照增重 3112 % ,菌丝体白而嫩 ,生长健壮 ,生活力强。80Gy 以上辐照处理 ,则不同程度地
降低了菌丝体的重量 ,较对照低 3718 %～7014 %。随培养时间的延长 ,菌丝体死亡增加。
21112 　不同剂量60 Coγ射线对蜜环菌中 SOD、POD 活性及 MDA 含量的影响 　表 1 表明 ,80Gy
以下处理提高了 SOD 活性 ,以 20Gy 处理提高最大 ,较对照提高了 5311 % ,80Gy 以上处理则抑
制了该酶活性 ,抑制程度随剂量加大而加剧。40Gy 以下处理降低了 POD 活性 ,40Gy 以上剂量
均提高 POD 活性 ,且随剂量增大 ,提高幅度增加。SOD 和 POD 是在消除生物体内活性氧、防止
膜脂质过氧化方面有着重要作用的抗氧化酶 ,但两者的作用又有所区别。研究表明 :SOD 反映
772　5 期 60Coγ射线辐照蜜环菌的生物学效应
了生物生活力的强弱 ,而当生物体受到不良环境因子作用造成伤害时 ,POD 活性会提高 ,以抗
拒这种损伤。由此说明高剂量辐照对蜜环菌有伤害作用 ,这种伤害可由 MDA 含量的变化得到
进一步的证实。
80Gy 以下各处理 MDA 含量有不同程度的降低。20Gy 处理降低较明显 ,80Gy 以上各处理
MDA 含量随剂理增加而提高。MDA 含量是反映细胞膜脂质过氧化程度和受损伤程度的一个
重要指标。MDA 含量变化趋势与菌丝体生长量相反 ,其相关系数为 - 019379 ,与 SOD 活性变
化趋势呈负相关 ,而与 POD 活性变化趋势相一致 ,其相关系数分别为 - 018875 和 019887 (见表
1) 。
21113 　不同剂量60 Coγ射线对蜜环菌中 DNA、RNA 和可溶性蛋白质含量的影响 　辐照后第 2 天
分别测定各处理菌丝体中 DNA、RNA 含量 (表 1) 。结果表明 :蜜环菌中 DNA、RNA 含量随剂量增
大而呈上升趋势 ,但 RNA 含量高于 DNA ,DNA 含量的提高率高于 RNA。辐照引起 DNA 含量增加
已在动物和微生物上得到证实[14] ,其原因可能与 DNA 损伤而导致代谢紊乱有一定关系。
表 1 　60 Coγ射线对蜜环菌的辐照效应
Tabel 1 　Effects of different dose of 60 Coγ2ray irradiation on the mycelia of Annillaria mellea
项目 item
辐照剂量 irradiation dose ( Gy)
0 10 20 40 80 200 400 800
菌丝体生长量
growth mass(g)
511 ±013
　
515 ±012
7165 616 ±0142918 % 613 ±0132319 % 513 ±014417 % 316 ±012- 3718 % 213 ±011- 5510 % 115 ±012- 7014 %
MDA 含量
MDA content
(μmolΠg FW) 2141 ±0109　 1194 ±0115- 1915 % 1177 ±0123- 2714 % 2107 ±0132- 1411 % 2148 ±0121219 % 2198 ±01142317 % 3187 ±01156016 % 5165 ±012813414 %
可溶性蛋白质含量
soluble protein content
( %)
1120 ±0114
　
1152 ±0115
2617 % 1187 ±01105518 % 1169 ±01084018 % 1123 ±0113215 % 0193 ±0107- 2215 % 0175 ±0109- 3715 % 0155 ±0105- 5411 %
SOD 活性
SOD activity
(μΠgFW) 9810 ±312　 13512 ±4153719 % 15015 ±4195311 % 14517 ±5124817 % 10414 ±315615 % 7614 ±213- 1118 % 4814 ±312- 5010 % 2514 ±115- 7318 %
POD 活性
POD activity
(ΔOD470ΠgFW·min) 01026 ±01002　 01024 ±01001- 717 % 01020 ±01002- 2312 % 01028 ±01004717 % 01034 ±010073017 % 01074 ±0101018512 % 01254 ±0102387619 % 01425 ±01031153416 %
DNA 含量
DNA content (μΠml) 2213 ±115　 2310 ±112311 % 2415 ±213917 % 2917 ±3103312 % 3918 ±1177815 % 7915 ±11425616 % 8113 ±51026416 % 8517 ±01728413 %
RNA 含量
RNA content (μgΠml) 613 ±312　 6415 ±417214 % 6512 ±118315 % 7110 ±2181217 % 7513 ±1191915 % 14011 ±51312214 % 15519 ±21414715 % 16417 ±51016114 %
　　注 : % 为较对照增减百分数 ,下表相同。
Note : % shows percentage of increase or decrease as compared with the control ,same in the following tables.
　　表 1 表明 :低剂量辐照刺激了蛋白质的合成 ,尤以 20Gy 处理可溶性蛋白质含量提高最多 ,
较对照高 5518 % ,80Gy 以上剂量降低了可溶性蛋白质含量 ,且随剂量加大而降低越多 ,且这种
变化趋势与菌丝体生长量的相一致 ,其相关系数为 019665。
从图 1 可看出辐照菌丝体内 DNA、RNA 和可溶性蛋白质 3 者的含量变化关系。低剂量 (10
～80Gy)辐照后 ,3 者均有提高且变化趋势相一致 ;而高于 80Gy 以上处理 ,DNA、RNA 含量大幅
872 核　农　学　报 16 卷
度提高 ,可溶性蛋白质含量反而降低 ,这种现象进一步表现在 20 和 200Gy 的试验中。
综上所述 :80Gy 以上辐照对蜜环菌有不同程度的损伤作用 ,而低于则有刺激生长和促进
代谢作用 ,其中以 20Gy 最为明显。200Gy 既抑制菌丝体的生长、代谢 ,又不至于导致菌丝体全
部死亡。为此 ,以 200Gy 和 20Gy 剂量分别作为高、低剂量的代表作下一步研究。
212 　20 和 200 Gy 60 Coγ射线对蜜环菌的辐照效应
用培养 10d 的蜜环菌进行辐照 ,2d 后隔日测定菌丝体生长量、可溶性蛋白质、DNA 和 RNA
含量及 SOD 和 POD 活性 (见表 2) 。
表 2 　20 和 200 Gy 60 Coγ射线对蜜环菌的辐照效应
Tabel 2 　Effect of 20 and 200Gy 60 Coγ2ray irradiation on the mycelia of Armillaria mellea
项目
item
辐照剂量
irradiation
dose ( Gy)
测定时间 measuring time (d)
0 2 4 6 8 10
菌丝体生长量
growth mass
of the mycelia
(g)
CK(0)
20
200
413 ±0125 514 ±0130
618 ±0131
2519 %
415 ±0123
- 1517 % 714 ±0118911 ±01352310 %417 ±0117- 36155 % 917 ±01231212 ±01372518 %511 ±0129- 4710 % 1019 ±01271212 ±01211119 %612 ±0117- 4311 % 1113 ±01151210 ±01301412 %719 ±0125- 3011 %
SOD 活性
SOD activites
(μΠgFW) CK(0)20200 9511 ±112 9412 ±11511210 ±2104519 ±111
- 5019 % 10015 ±11812014 ±3183917 ±115- 6015 % 9011 ±11112412 ±1193612 ±213- 5918 % 7618 ±2159814 ±3113813 ±019- 5010 % 5115 ±2178413 ±2154212 ±110- 1611 %
POD 活性
POD
activites
(Δod470ΠgFW·min) CK(0)20200 0111 ±0101 0110 ±01010109 ±01011010 %0118 ±0102
80 %
0111 ±0102
0111 ±0101
0
0124 ±0103
11812 % 0112 ±01010110 ±0101- 1617 %0126 ±010111617 % 0113 ±01020111 ±0102- 1514 %0123 ±01037619 % 0114 ±01010112 ±0101- 1413 %0119 ±01025813 %
DNA 含量
DNAcontent
(μgΠml) CK(0)20
200
1913 ±117 2017 ±215
2415 ±311
18139 %
6514 ±415
21515 % 2312 ±1192317 ±117212 %4211 ±3128115 % 2119 ±2112310 ±115916 %3012 ±2113719 % 1910 ±1132215 ±2131814 %2213 ±1131714 % 1715 ±0192015 ±0161711 %2010 ±1141413 %
RNA 含量
RNA content
(μgΠml) CK(0)20
200
6013 ±119 6315 ±216
7512 ±315
1814 %
14011 ±718
12016 % 6818 ±5147013 ±213212 %9613 ±6113815 % 6414 ±1186815 ±115614 %8011 ±7153618 % 5918 ±3196519 ±4121012 %6912 ±3141517 % 5712 ±1135911 ±215313 %6115 ±117715 %
可溶性蛋白含量
soluble protein
content ( %)
CK(0)
20
200
1109 ±0104 1116 ±0105
1139 ±0118
1918 %
0174 ±0106
- 3612 % 1137 ±01121176 ±01212815 %0176 ±0108- 4415 % 1123 ±01101153 ±01142414 %0185 ±0106- 3019 % 1106 ±01071137 ±01092912 %1114 ±0110- 715 % 0193 ±01051114 ±01092215 %1123 ±0109312 %
21211 　20 和 200Gy 60 Coγ射线对蜜环菌生长量的影响 　由表 2 可知 :20Gy 辐照处理 ,菌丝体生
长量随时间而增加 ,与对照相比幅度提高 1119 %～4710 % ;200Gy 辐照的第 6d 菌丝体生长缓慢
以致停滞 ,到后期逐渐恢复生长。
21212 　20Gy、200Gy 辐照对蜜环菌中 SOD、POD 活性的影响 　表 2 看出 :20Gy 辐照处理后 SOD
活性随时间延长而活性降低 ,但始终高于对照 ;200Gy 处理 SOD 活性先下降 ,低于对照 ,到第 6d
活性有所回升 ,但始终低于 20Gy 处理 ,说明低剂量辐照有利于 SOD 活性的提高 ,高剂量则能
972　5 期 60Coγ射线辐照蜜环菌的生物学效应
抑制 SOD 活性。20Gy 辐照 POD 活性随时间变化而提高 ,但活性始终低于对照 ; 200Gy 辐照
POD 活性高于对照 ,先提高 ,到第 6d 有所下降。SOD 表现对辐照较为敏感 ,而 POD 则表现较
强的耐受性 ,在高剂量下仍有较高活性。
图版 Ⅰ　DNA 片段电泳图谱
Plate Ⅰ　The electroporsis of DNA
M:Marker ;1 :对照 ;2 ,3 ,4 :20Gy 处理后
第 6 ,30 ,54h ;5 ,6 ,7 :200Gy 处理第 6 ,30 ,54h。
M:Marker ;1 :Control ;2 ,3 ,4 :At the 6th ,30th
and 54th hour after 20Gy treatment
respectively ; 5 ,6 ,7 :At the 6th ,30th ,
54th hours after 200Gy treatment
respectively.
21213 　20 和 200Gy 辐照对 DNA、RNA 和可溶性蛋白质含量的影响 　表 2 表明 DNA、RNA 含量
均有一个先升后逐渐下降至对照水平的过程。20Gy 处理 DNA 和 RNA 含量比对照略有升高 ;
而 200Gy 辐照的 DNA 和 RNA 含量与对照相差甚远 ,DNA 含量比对照高出 1413 %～21615 % ,
RNA 含量比对照高出 715 %～12016 % ,在辐照后的第 10d 含量才与对照接近 ,证明高剂量所引
起的 DNA 损伤变化不容易自我修复 ,可引起蜜环菌的变异。
由表 2 可知 :20 和 200Gy 辐照均使蜜环菌中可溶性蛋白质含量先升高后降低 ,但 20Gy 辐
照处理其含量始终高于对照。200Gy 辐照则前 6d 含量低于对照 ,第 8d 回升而高于对照。对照
的 DNA、RNA 和可溶性蛋白质 3 者的含量随时间而变化的趋势是一致的 ,经相关分析得出可
溶性蛋白含量与 DNA、RNA 含量的相关系数分别为 019834 和 019339。20Gy 辐照与对照相似 ,
其可溶性蛋白质含量与 DNA、RNA 含量的相关系数分别为 017972 和 017545。200Gy 辐照 3 者
变化趋势不一致 ,DNA 和 RNA 含量均提高 ,而可溶性蛋白质含量反而下降 ,其相关系数分别为
- 018389 和 - 017340 ,说明高剂量处理虽然增加了 DNA 和 RNA 的含量 ,但干扰了翻译和转录
过程 ,影响了蛋白质的生物合成 ,不利于蜜环菌生长
和产量的提高。DNA 结构的损伤可由琼脂糖凝胶电
泳进一步得到证明。
21214 　DNA 片段的琼脂糖凝胶电泳 　蜜环菌菌丝体
经 0、20、200Gy 60 Coγ射线辐照后 ,分别在第 6h 提取
各处理菌丝体总 DNA ,在第 30、54h 提取 20、200Gy 处
理的总 DNA ,并进行琼脂糖凝胶电泳。从电泳图谱
看出 :200Gy 辐照的 DNA 出现严重的拖尾 ,且在第 6h
最明显 ,而在第 30、54h 拖尾逐渐减弱 ;而 20Gy 处理
的 DNA 基本无拖尾现象 ,与对照相似。
本实验结果说明 ,200Gy 60 Coγ射线辐照对 DNA
结构损伤严重 ,使之断裂成大量的 DNA 片段 ,这种损
伤作用主要发生在辐照后的 6h ,以后开始自我修复。
研究表明 ,刺激蜜环菌生长、促进其代谢的辐照
剂量为 10～80Gy ,尤以 20Gy 效果最好 ,而改变蜜环
菌遗传性状的辐照剂量在 80Gy 以上。60 Coγ射线是
通过 3 种基本方式来起作用的 : (1)直接作用于核酸 ;
(2)通过改变膜的特性 ,影响细胞内外信号传递起作
用 ; (3) 通过诱导酶活性的改变。在同一生物体内 ,
这 3 种方式是交叉进行、相互作用的。因此 ,高低剂
量辐照表现出两种不同现象 ,是辐射引起细胞内生
理生长变化的综合体现 ,而非某单一因素作用的结
果。
082 核　农　学　报 16 卷
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THE STUDY ON THE BIOLOGICAL EFFECT OF Armillaria mellea
IRRADIATED WITH 60 Coγ2RAY
WANG Chu2tao1 　LIU Da2yong2 　ZHU Li2quan2
(1. The Seed Company of Chongqing , Chongqing 　400060 ; 2. Department of Agronomy , South2West Agricultural
University . , Chongqing 　400716)
ABSTRACT:The biological effects of 60 Coγ2ray irradiation on Armillaria mellea were studied.
The results showed that the lower dose ( 10～80 Gy) irradiation stimulated the growth and in2
creased the content of soluble protein. The irradiation effects were most signif icant in the treat2
ment of 20 Gy with growth mass of 31. 20 % higher and MDA content of 2714 % lower than those
of control . At higher dose( above 80 Gy) the growth was inhibitied with the increase of irradiation
dose. The lower dose of irradiation increased the activities of POD with the increase of dose and
the activities of POD were proportional to the content of MAD with relative coeff icient of 01987.
The content of DNA and RNA in the mycelia increased when trated with 60 Coγ2ray and be2
came higher with the increase of irradiation dose. At the dose of 20 Gy , the content of DNA and
RNA increased , while the content of soluble protein decreased with relative coeff icients of -
018389 and - 017340 ,respectively. The electrophoresis of DNA showed that lower dose ( 20 Gy) ir2
radiation made little influence on the DNA of armillaria , while higher dose( 200 Gy) irradiation re2
sulted in a lot of breaks of DNA strands and these breaks mostly appeared in the 6 hours after ir2
radiation and could be self2repaired gradually.
Key words :60 Coγ2ray irradiation ; Armilaria mellea ; biological effect
182Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2002 ,16 (5) :276～281